2025年高考物理寬達(dá)2億光年的大尺度結(jié)構(gòu)

　　[趣味物理]寬達(dá)2億光年的大尺度結(jié)構(gòu)

　　日本國立天文臺(tái)今天宣布，由日本東北大學(xué)、國立天文臺(tái)和京都大學(xué)的科學(xué)家組成的研究小組在距地球120億光年處，發(fā)現(xiàn)了比“超星系團(tuán)”更大的大尺度結(jié)構(gòu)。在其中，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了為數(shù)眾多的、大于銀河系數(shù)倍的巨大氣體天體，并發(fā)現(xiàn)這些天體有著巨大質(zhì)量。

　　科學(xué)家認(rèn)為，這些存在于宇宙初期的巨大氣體天體與銀河系誕生有重要關(guān)系。

　　研究小組利用位于夏威夷的“昴”天文望遠(yuǎn)鏡的大視角主焦點(diǎn)照相機(jī)對(duì)距地球約120億光年宇宙中星系密集的區(qū)域附近進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)這片區(qū)域只不過是一個(gè)大尺度結(jié)構(gòu)的一部分，而這個(gè)大尺度結(jié)構(gòu)最寬處長約2億光年，比已知的最大超星系團(tuán)還要巨大，其中的天體密度比宇宙平均星系數(shù)量密度高3至4倍�？茖W(xué)家目前已知的銀河系高密度區(qū)域只有0.5億光年規(guī)模，新發(fā)現(xiàn)超出了科學(xué)家的想象。研究小組利用微光天體分光裝置對(duì)大尺度結(jié)構(gòu)內(nèi)的星系進(jìn)行了詳細(xì)立體觀測，發(fā)現(xiàn)這一構(gòu)造由三條絲狀相互交錯(cuò)構(gòu)成，這是科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)在宇宙初期存在巨大絲狀構(gòu)造。

　　科學(xué)家一直認(rèn)為，在宇宙誕生20億年的宇宙初期，發(fā)現(xiàn)這種大尺度結(jié)構(gòu)的概率極低。研究小組認(rèn)為，此次發(fā)現(xiàn)的大尺度結(jié)構(gòu)，其規(guī)模之大、星系密度之高，在宇宙中非常罕見�？茖W(xué)家推測，它的規(guī)模和密度可能是隨著時(shí)間的推移在不斷增長，最后幾個(gè)巨大星系團(tuán)匯集發(fā)展成了如此大的規(guī)模。

　　科學(xué)家同時(shí)還指出，在這一星系密集區(qū)域、絲狀構(gòu)造的連接點(diǎn)處，有兩個(gè)已知的巨大氣體天體，其中之一直徑為40萬光年。研究小組利用“昴”天文望遠(yuǎn)鏡沿著絲狀構(gòu)造，又發(fā)現(xiàn)了33個(gè)10萬光年規(guī)模以上的新巨大氣體天體。這也是首次在初期宇宙發(fā)現(xiàn)如此眾多的巨大氣體天體。

　　研究小組認(rèn)為，這些巨大氣體天體與宇宙的誕生有著相當(dāng)重要的關(guān)系。目前，關(guān)于巨大氣體天體的出現(xiàn)有4種學(xué)說：1.銀河系誕生時(shí)氣體冷卻收縮的“氣體冷卻說”；2.不斷誕生的星球發(fā)出的紫外線使氣體發(fā)光的“光電離說”；3.壽命短暫質(zhì)量巨大的星球經(jīng)過不斷的超新星爆發(fā)，吹爆附近氣體的“銀河系風(fēng)說”；4.宇宙大爆炸說�？茖W(xué)家在詳細(xì)分析這些巨大氣體天體后，發(fā)現(xiàn)其形狀和亮度各不相同。有些天體呈泡沫狀，根據(jù)精密模擬試驗(yàn)，泡狀氣體天體再現(xiàn)了“銀河系風(fēng)說”，其他天體形狀因氣體稀少呈鋪開狀態(tài)。

　　研究小組還發(fā)現(xiàn)，這些巨大氣體天體中的氣體以每秒超過500米的高速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)其大小和活躍程度，科學(xué)家認(rèn)為這些天體是與銀河系相同或10倍于銀河系的大質(zhì)量天體。

　　地球所處的銀河系周圍有各種各樣的星系，但是大質(zhì)量銀河系在宇宙初期是如何誕生以及如何進(jìn)化，雖然有理論假設(shè)，但是仍缺少充分的觀測。此次是世界上首次對(duì)初期宇宙廣范圍區(qū)域大質(zhì)量星系密集誕生的成功觀測，具有劃時(shí)代意義。京都大學(xué)松田有一研究員說，這些巨大氣體天體可以看作大質(zhì)量銀河系誕生的現(xiàn)場，對(duì)其詳細(xì)觀察和分析，可以幫助理解大質(zhì)量銀河系的誕生和進(jìn)化。東北大學(xué)副教授林野友紀(jì)認(rèn)為，宇宙初期的巨大氣體天體可能是現(xiàn)在的銀河系的祖先，研究成果可能會(huì)揭開銀河系形成之謎。

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